Tài liệu luong-tu-anh-sang doc

Hiện tượng quang điện *Công thức Anhxtanh 2 0 ax2 M mv hc l = là công thoát của kim loại dùng làm catốt; λ0 là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt v0Max là vận tốc ban đầu củ

VI LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG –

CHƯƠNG VII: LƯỢNG TỬ ÁNH SÁNG

1 Năng lượng một lượng tử ánh sáng (hạt phôtôn)

2 Tia Rơnghen (tia X)

Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen

đ

Min

hc E

l = ; Trong đó

2 2

0 đ

mv mv

E = =e U+ là động năng của electron khi đập vào đối catốt (đối âm cực)

U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt; v là vận tốc electron khi đập vào đối catốt

v0 là vận tốc của electron khi rời catốt (thường v0 = 0); m = 9,1.10-31 kg

là khối lượng electron

3 Hiện tượng quang điện

*Công thức Anhxtanh

2

0 ax2

M

mv hc

l

= là công thoát của kim loại dùng làm catốt; λ0 là giới hạn quang điện của kim loại dùng làm catốt v0Max là vận tốc ban đầu của electron quang điện khithoát khỏi catốt; f, λ là tần số, bước sóng của ánh sáng kích thích

* Để dòng quang điện triệt tiêu thì UAK≤ Uh (Uh < 0), Uh gọi là hiệu điện thế hãm

2

0 ax2

M h

mv

Lưu ý: Trong một số bài toán người ta lấy Uh > 0 thì đó là độ lớn

* Xét vật cô lập về điện, có điện thế cực đại VMax và khoảng cách cực đại dMax mà

electron chuyển động trong điện trường cản có cường độ E được tính theo công thức:

2

12

=

Với n và n0 là số electron quang điện bứt khỏi catốt và số phôtôn đập vào catốt trong

cùng một khoảng thời gian t

Công suất của nguồn bức xạ: n0 n hf0 n hc0

= = Þ H =I p e bh e=I hf p e bh =I hc p e bh l

* Bán kính quỹ đạo của electron khi chuyển động với vận tốc v trong từ trường đều B

¶, = ( ,B)sin

Lưu ý: Hiện tượng quang điện xảy ra khi được chiếu

đồng thời nhiều bức xạ thì khi tính các đại lượng: Vận tốc ban đầu cực đại v0Max, hiệu

điện thế hãm Uh, điện thế cực đại VMax, … đều được tính ứng với bức xạ có λMin (hoặc

Với r0 =5,3.10-11m là bán kính Bo (ở quỹ đạo K)

* Năng lượng electron trong nguyên tử hiđrô:

2

13, 6( )

n

n

=- Với n ∈ N*

* Sơ đồ mức năng lượng

- Dãy Laiman: Nằm trong vùng tử ngoại

Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ

MNO

LP

- Dãy Pasen: Nằm trong vùng hồng ngoại

Ứng với e chuyển từ quỹ đạo bên ngoài về quỹ đạo M

Lưu ý: Vạch dài nhất λNM khi e chuyển từ N → M

Câu 2 Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là

A Bước sóng dài nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng

quang điện

B Bước sóng ngắn nhất của bức xạ chiếu vào kim loại đó mà gây ra được hiện tượng

quang điện

C Công nhỏ nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó.

D Công lớn nhất dùng để bứt electron ra khỏi bề mặt kim loại đó.

Câu 3 Giới hạn quang điện tuỳ thuộc vào

A bản chất của kim loại B điện áp giữa anôt cà catôt của tế bào quang

điện

C bước sóng của anh sáng chiếu vào catôt D điện trường giữa anôt và catôt Câu 4 Để gây được hiệu ứng quang điện, bức xạ dọi vào kim loại được thoả mãn điều

kiện nào sau đây?

A Tần số lớn hơn giới hạn quang điện B Tần số nhỏ hơn giới hạn quang điện

C Bước sóng nhỏ hơn giới hạn quang điện D Bước sóng lớn hơn giới hạn quang

điện

Câu 5 Với một bức xạ có bước sóng thích hợp thì cường độ dòng quang điện bão hoà

A triệt tiêu, khi cường độ chùm sáng kích thích nhỏ hơn một giá trị giới hạn

B tỉ lệ với bình phương cường độ chùm sáng

C tỉ lệ với căn bậc hai của cường độ chùm sáng D tỉ lệ thuận với cường độ chùm sáng.

Câu 6 Điều nào dưới đây sai, khi nói về những kết quả rút ra từ thí nghiệm với tế bào

quang điện?

A Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của tế bào quang điện luôn có giá trị âm khi dòng

quang điện triệt tiêu

B Dòng quang điện vẫn còn tồn tại ngay cả khi hiệu điện thế giữa anốt và catôt của tế

bào quang điện bằng không

C Cường độ dòng quang điện bão hoà không phụ thuộc vào cường độ chùm sáng kích

thích

D Giá trị của hiệu điện thế hãm phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng kích thích.

Câu 7 Phát biểu nào sau đây là đúng? Hiện tượng quang điện ngoài là hiện tượng

electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại

A khi chiếu vào kim loại ánh sáng thích hợp C khi tấm kim loại bị nhiễm điện do tiếp

xúc với vật đã bị nhiễm điện khác

B khi kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ rất cao D khi đặt tấm kim loại vào trong một

C không phụ thuộc vào bản chất của kim loại làm catôt D không phụ thuộc

vào hiệu điện thế hãm

Câu 9 Dòng quang điện đạt đến giá trị bão hòa khi

A tất cả các êléctron bật ra từ catôt khi catôt được chiếu sáng đều đi về được anôt.

B tất cả các êléctron bật ra từ catôt khi catôt được chiếu sáng đều quay trở về được catôt.

C có sự cân bằng giữa số êléctron bật ra từ catôt và số êléctron bị hút quay trở lại catôt.

D số êlectron đi về được catôt không đổi theo thời gian.

Câu 10 Cường độ dòng quang điện bão hòa

A tỉ lệ nghịch với cường độ chùm ánh sáng kích thích B Tỉ lệ thuận với cường độ

hf = + 20 max ; C

2

mvA

Câu 13 Theo các quy ước thông thường, công thức nào sau đây đúng cho trường hợp

dòng quang điện triệt tiêu?

A

2

mvA

eU

2 max 0

4

mvAeU

2 max 0

2

mveU

2 max 0

Câu 14 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về thuyết lượng tử ánh sáng?

A Những nguyên tử vật chất không hấp thụ hay bức xạ ánh sáng một cách liên tục mà

thành từng phần riêng biệt, đứt quãng

B Chùm sáng là dòng hạt, mỗi hạt là một phôtôn.

C Năng lượng của các phôtôn ánh sáng là như nhau, không phụ thuộc vào bước sóng

ánh sáng

D Khi ánh sáng truyền đi, các lượng tử ánh sáng không bị thay đổi, không phụ thuộc

khoảng cách tới nguồn sáng

Câu 15 Theo giả thuyết lượng tử của Plăng thì năng lượng của:

A mọi êléctron B một nguyên tử C một phân tử D một chùm

sáng đơn sắc

phải luôn luôn bằng số lần lượng tử năng lượng

Câu 16 Theo thuyết phôtôn của Anh-xtanh, thì năng lượng:

A của mọi phôtôn đều bằng nhau B của một phôtôn bằng một lượng tử

C Khi tính chất hạt thể hiện rõ nét, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa ánh sáng.

D Khi bước sóng của ánh sáng càng dài thì tính chất hạt ít thể hiện, tính chất sóng thể

hiện càng rõ nét

Câu 18 Hiện tượng nào dưới đây không thể hiện tính chất hạt của ánh sáng:

A Hiện tượng phát quang C Hiện tượng tạo thành quang phổ vạch của

A Cả hai bức xạ B Chỉ có bức xạ λ2 C Không có bức xạ nào trong 2 bức xạ đó.

Câu 21 Khi đã có dòng quang điện thì nhận định nào sau đây sai.?

A Hiệu điện thế UAK có thể mang giá trị âm

B Cường độ dòng quang điện bão hoà tỉ lệ với cường độ chùm sáng kích thích

C

Cường độ dòng quang điện phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa catốt và anốt

D một phần năng lượng của phôtôn dùng để thực hiện công thoát electron

Câu 22 Chọn phát biểu sai.

A Hiện tượng quang điện chỉ xảy ra khi bước sóng λ của ánhsáng kích thích nhỏ hơn

hoặc bằng giới hạn quang điện

B Cường độ dòng quang điện bão hòa tỉ lệ thuận với cường độ chùm ánh sáng kích

thích

C

Cường độ chùm ánh sáng càng mạnh thì vận tốc ban đầu cực đại của êlectron càng lớn

D Hiện tượng quang điện là hiện tượng êlectron bị bứt ra khỏi bề mặt kim loại khi có

ánh sáng thích hợp chiếu vào

Câu 23 Cường độ của chùm sáng chiếu vào catôt tế bào quang điện tăng thì:

A

Cường độ dòng quang điện bão hòa tăng B Điện áp hãm tăng.

C Vận tốc ban đầu cực đại của quang e tăng D Giới hạn quang điện của

kim loại tăng

Câu 24(ĐH-08) Khi có hiện tượng quang điện xảy ra trong tế bào quang điện, phát biểu nào sau đâu là sai?

A Giữ nguyên chùm sáng kích thích, thay đổi kim loại làm catốt thì động năng ban đầu

cực đại của êlectrôn quang điện thay đổi

B Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm tần số

của ánh sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện giảm

C

Giữ nguyên tần số của ánh sáng kích thích và kim loại làm catốt, tăng cường độ chùm

sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện tăng

D Giữ nguyên cường độ chùm sáng kích thích và kim loại dùng làm catốt, giảm bước

sóng của ánh sáng kích thích thì động năng ban đầu cực đại của êlectrôn quang điện tăng

Câu 25 Giới hạn quang điện của kim loại là λ0 Chiếu vào catôt của tế bào quang điện lần lượt hai bức xạ có bước sóng λ1=

Gọi U1 và U2 là điện áp hãm tương ứng để triệt tiêu dòng quang điện thì

A U1 = 1,5U2 B U2 = 1,5U1 C U1 = 0,5U2

A 2A0 B A0 C 3A0 D A0/3

Câu 27 Chiếu đồng thời hai bức xạ đơn sắc có bước sóng λ1và λ2 vào một tấm kim loại Các electron bật ra với vận tốc ban đầu cực đại lần lượt là v1 và v2 với v1= 2v2 Tỉ số các hiệu điện thế hãm Uh1/Uh2 để dòng quang điện triệt tiêu là

1 Bài toán về hiện tượng quang điện ngoài với tế bào quang điện

Câu 28 Công thoát electron ra khỏi kim loại A = 6,625.10-19J, hằng số Plăng h =

6,625.10-34Js, vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108m/s Giới hạn quang điện của kim loại đó là

A 0,300µm B 0,295µm C 0,375µm D 0,250µm

Câu 29 Công thoát electron của kim loại làm catôt của một tế bào quang điện là 4,5eV

Chiếu vào catôt lần lượt các bức xậ có bước sóng λ1 = 0,16µm, λ2 = 0,20µm, λ3 =

0,25µm, λ4 = 0,30µm,λ5 = 0,36µm, λ6 = 0,40µm Các bức xạ gây ra được hiện

tượng quang điện là:

Câu 31 Chiếu một chùm sáng đơn sắc vào một tấm kẽm có giới hạn quang điện 0, 4 mµ .

Hiện tượng quang điện sẽ không có nếu ánh sáng có bước sóng:

A 0,1 mµ B 0, 2 mµ C 0,6µm D 0, 4 mµ .

Câu 32 Chiếu bức xạ tử ngoại có λ = 0,25 μm vào một tấm kim loại có công thoát 3,45

eV Vận tốc ban đầu cực đại của êlectron quang điện là:

A 7,3.105 m/s B 7,3.10-6 m/s C 73.106 m/s

D 6.105 m/s

Câu 33 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc vào catôt của tế bào quang điện để triệt tiêu

dòng quang điện thì hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,9V Vận tốc ban đầu cực đại của quang electron bằng

A 5,2.105m/s; B 6,2.105m/s; C 7,2.105m/s;

D 8,2.105m/s

Câu 34 Catốt của một tế bào quang điện làm bằng xê đi có giới hạn quang điện là

0,66µm Chiếu vào catốt ánh sáng tử ngoại có bước sóng 0,33µm Động năng ban đầu cực đại của quang electron là:

2,51.10-19J

Câu 35 Chiếu vào catốt của một tế bào quang điện một chùm bức xạ đơn sắc có bước

sóng 0,330µm Để triệt tiêu dòng quang điện cần một hiệu điện thế hãm có giá trị tuyệt đối là 1,38V Công thoát của kim loại dùng làm catôt là

A 1,16eV; B 1,94eV; C 2,38eV; D

2,72eV

Câu 36 Chiếu chùm tia sáng đơn sắc gồm các phôtôn có năng lượng là 3,5.10-19 J vàocatốt của một tế bào quang điện làm bằng kim loại có công thoát điện tử là 3,1.10-19J.Hiệu điện thế UAK hãm khi đó là:

+0,4V

Câu 37 Chiếu một chùm bức xạ đơn sắc có bước sóng 0,5µm vào catôt của một tế bào quang điện có giới hạn quang điện là 0,66µm Hiệu điện thế cần đặt giữa anôt và catôt để triệt tiêu dòng quang điện là

Câu 41 Một đèn laze có công suất phát sáng 1W phát ánh sáng đơn sắc có bước sóng

0,7µm Cho h = 6,625.10-34 Js, c=3.108m/s Số phôtôn của nó phát ra trong 1 giây là:

A 3,52.1019 B 3,52.1020 C 3,52.1018

D 3,52.1016

Câu 42 Chiếu vào catôt của tế bào quang điện một ánh sáng có bước sóng λ= 600nm từ một nguồn sáng có công suất 2mW Biết cứ 1000hạt phôtôn tới đập vào catôt thì có 2 electron bật ra, cường độ dòng quang điện bão hòa bằng

Câu 44 Một tế bào quang điện có catôt được làm bằng asen Chiếu vào catôt chùm bức

xạ điện từ có bước sóng 0,2µm và nối tế bào quang điện với nguồn điện một chiều Mỗi

giây catôt nhận được năng lượng của chùm sáng là 3mJ, thì cường độ dòng quang điện bão hòa là 4,5.10-6A Hiệu suất lượng tử là

0,186%

Câu 45 Catốt của một tế bào quang điện làm bằng Xeđi được chiếu bởi bức xạ có

λ=0,3975μm Cho cường độ dòng quang điện bão hòa 2µA và hiệu suất quang điện: H =0,5% Số photon tới catôt trong mỗi giây là

A 1,5.1015photon B 2.1015photon C 2,5.1015photon

Câu 47 Chiếu lần lượt vào catốt của một tế bào quang điện hai bức xạ điện từ có tần số

f1 và f2 = 2f1 thì hiệu điện thế làm cho dòng quang điện triệt tiêu lần lượt là 6V và 16V.Giới hạn quang điện λ0 của kim loại làm catốt

= 0,63μm

Câu 48 Chiếu bức xạ có bước sóng λ1 = 0,405μm vào catôt của 1 tế bào quang điện thìvận tốc ban đầu cực đại của electrôn là v1, thay bức xạ khác có tần số f2 = 16.1014 Hz thìvận tốc ban đầu cực đại của electrôn là v2 = 2v1 Công thoát của electrôn ra khỏi catôt là

D 0,18µm

Câu 51 Ca tốt của tế bào quang điện được rọi sáng đồng thời bởi hai bức xạ: một bức xạ

có λ1 = 0,2µm và một bức xạ có tần số f2 = 1,67.1015Hz Công thoát electron của kim loại

đó là A = 3,0 (eV) Động năng ban dầu cực đại của quang electron là

3,9eV

2 Hiện tượng quang điện ngoài với vật dẫn cô lập

Câu 52 Công thoát electron khỏi đồng là 4,57eV Khi chiếu bức xạ có bước sóng λ = 0,14µm vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quả cầu được tích điện đến điện thế cực đại là

A 0,43 V B 4,3V C 0,215V D

2,15V

Câu 53 Công thoát electron khỏi đồng là 4,57eV Chiếu chùm bức xạ điện từ có bước

sóng λ vào một quả cầu bằng đồng đặt xa các vật khác thì quả cầu đạt được điện thế cực đại 3V Bước sóng của chùm bức xạ điện từ đó là

0,164µm

Câu 54 Khi chiếu lần lượt hai bức xạ có tần số là f1, f2 (với f1 < f2) vào một quả cầu kimloại đặt cô lập thì đều xảy ra hiện tượng quang điện với điện thế cực đại của quả cầu lầnlượt là V1, V2 Nếu chiếu đồng thời hai bức xạ trên vào quả cầu này thì điện thế cực đạicủa nó là

A V2 B (V1 + V2) C V1 D |V1

-V2|

3 Chuyển động của electron quang điện trong điện trường và từ trường

Câu 55 Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng λ=0,075μm lên mặt kim loại dùng catốt của một tế bào quang điện có công thoát là 8,3.10-19J Các electron quang điện được tách

ra bằng màn chắn để lấy một chùm hẹp hướng vào một từ trường đều có cảm ứng từ B

=10–4 T, sao cho B vuông góc với phương ban đầu của vận tốc electron Bán kính cực đạicủa quỹ đạo của electron là

Câu 56 Chiếu bức xạ đơn sắc bước sóng λ =0,533(μm) vào một tấm kim loại có côngthoát electron A=3.10–19J Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp electron quang điện vàcho chúng bay vào một miền từ trường đều có cảm ứng từ B Hướng chuyển động củaelectron quang điện vuông góc với B Biết bán kính cực đại của quỹ đạo các electron làR=22,75mm Cảm ứng từ B của từ trường bằng

A B = 2.10–4(T) B B = 10–4(T) C B = 1,2.10–4(T) D B =

0,92.10–4(T)

Câu 57 Khi chiếu chùm bức xạ λ=0,2μm rất hẹp vào tâm của catốt phẳng của một tế bào

quang điện công thoát electron là 1,17.10-19J Anốt của tế bào quang điện cũng có dạngbản phẳng song song với catốt Đặt vào giữa anốt và catôt một hiệu điện thế UAK = -2Vthì vận tốc cực đại của electron khi đến anốt bằng

 Bước sóng ngắn nhất của tia X là λmin =

AK

U e

 Trong ống Rơnghen có một dòng điện tạo bởi sự chuyển động của e từ catốt sang

anốt: gọi N e là số e đến đối âm cực trong thời gian t thì cường độ dòng điện trong ống là: I =

t

e

N e

Câu 1 Một tia X mềm có bước sóng 125pm Năng lượng của phô tôn tương ứng có giá

trị nào sau đây?

Câu 3 Hiệu điện thế giữa anốt và catốt của một ống Rơnghen là U = 25 kV Coi vận

tốc ban đầu của chùm êlectrôn phát ra từ catốt bằng không Biết hằng số Plăng h =6,625.10-34J.s, e = 1,6.10-19C Tần số lớn nhất của tia Rơnghen do ống này có thể phát ra

Câu 5 Ống Rơnghen có hiệu điện thế giữa anôt và catôt là 12000V, phát ra tia X có

bước sóng ngắn nhất là λ Để có tia X cứng hơn, có bước sóng ngắn nhất là λ’ ngắn hơnbước sóng ngắn nhất λ 1,5 lần, thì hiệu điện thế giữa anôt và catôt phải là

= 12000V

QUANG PHỔ CỦA NGUYÊN TỬ HIĐRÔ Câu 1 Trạng thái dừng của nguyên tử là

trạng thái chuyển động đều của nguyên tử

C trạng thái mà trong đó mọi eletron của nguyên tử đều không chuyển động đối với hạt

nhân

D một trong số các trạng thái có năng lượng xác định mà nguyên tử có thể tồn tại.

Câu 2 Chọn phát biểu đúng Ở trạng thái dừng, nguyên tử

A không bức xạ và không hấp thụ năng lượng B Không bức xạ nhưng có thể

hấp thụ năng lượng

C không hấp thụ, nhưng có thể bức xạ năng lượng D Vẫn có thể hấp thụ và bức xạ

năng lượng

Câu 3 Chọn phát biểu sai về mẫu nguyên tử Bo?

A Tiên đề về các trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng

lượng xác định gọi là các trạng thái dừng Trong các trạng thái dừng nguyên tử bức xạ năng lượng

B Tiên đề về sự bức xạ hay hấp thụ: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng

lượng Em chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng En (Với En < Em) thì nguyên tử phát ra 1 phôton có năng lượng : ε = hfmn = Em - En

C Nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp En mà hấp thụ được một

phôton có năng lượng đúng bằng hiệu Em - En thì nó chuyển lên trạng thái dừng Em

D Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân

theo những quĩ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là quĩ đạo dừng

Câu 4 Mẫu nguyên tử Bo khác mẫu nguyên tử Rơ-dơ-pho ở điểm nào dưới đây

A Hình dạng quỹ đạo của các electron B Lực tương tác giữa electron và

hạt nhân nguyên tử

C Trạng thái có năng lượng ổn định D Mô hình nguyên tử có hạt

nhân

Câu 5 Mẫu nguyên tử Bo và giải thích quang phổ vạch áp dụng được cho

A Nguyên tử He B Nguyên tử H C Nguyên tử H và các iôn tương tự H

D mọi nguyên tử

Câu 6 Khi nguyên tử đang ở mức năng lượng L , truyền một photon có năng lượng ε , với EM – EL < ε < EN - EL Hỏi sau đó nguyên tử sẽ

A Hấp thụ photon và chuyển sang mức năng lượng M

B Hấp thụ photon và chuyển sang mức năng lượng N

C Không hấp thụ photon và vẫn ở mức năng lượng L

D Phát xạ photon và chuyển xuống mức năng lượng cơ bản

Câu 7 Chọn phát biểu sai về đặc điểm của quang phổ của Hidro?

A Dãy Laiman trong vùng tử ngoại B Dãy Pasen trong vùng hồng ngoại

C Dãy Banme gồm 4 vạch trong vùng ánh sáng nhìn thấy và một phần ở vùng tử

ngoại

D Ở trạng thái cơ bản nguyên tử hidro có năng lượng cao nhất.

Câu 8 Trong quang phổ vạch hiđrô, bốn vạch nằm trong vùng ánh sáng trông thấy có

Câu 10 Dãy Banme ứng với sự chuyển của electron từ quỹ đạo xa hạt nhân về quỹ đạo

nào sau đây?